CN115616469A - 一种电压互感器误差检定电路和误差检定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电压互感器误差检定电路和误差检定方法，涉及电压互感器误差检定，上述误差检定电路包括电抗器组件L(x)、被试电压互感器、标准电压互感器和校验设备，上述被试电压互感器和标准电压互感器并联；上述被试电压互感器和标准电压互感器均包括一次绕组和二次绕组，上述被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组与电抗器组件L(x)串联，上述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组与校验设备连接；被试电压互感器的电容与电抗器组件L(x)在工频电源下产生谐振，获得试验电压，降低了对电源容量的要求；通过校验设备采集并比对被试电压互感器和标准电压互感器的电压，得到误差检定结果。
Description
技术领域
本发明涉及电压互感器误差检定，具体涉及一种电压互感器误差检定电路和误差检定方法。
背景技术
在电压互感器试验当中，对电压互感器进行现场误差检定是基本的作业内容之一；目前电压互感器试验中常使用电容式电压互感器(CVT)，电容式电压互感器由电容分压器和电磁单元组成。其中，电容分压器由串联的高压电容和中压电容组成；对于电压互感器的现场误差检定，电容式电压互感器由于电容分压，要求电源容量较大，无法通过电源直接产生对应等级的试验电压。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现场误差检定时，要求电源容量较大，无法通过电源直接产生对应等级的试验电压，目的在于提供一种电压互感器误差检定电路和误差检定方法，通过电容式电压互感器的电容与电抗器串联产生谐振，降低对电源容量的要求。
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面提供一种电压互感器误差检定电路，包括电抗器组件L(x)、被试电压互感器、标准电压互感器和校验设备，上述被试电压互感器和标准电压互感器并联；
上述被试电压互感器和标准电压互感器均包括一次绕组和二次绕组，上述被试电压互感器和标准电压互感器的一次绕组与电抗器组件L(x)串联，上述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组与校验设备连接；
上述电抗器组件L(x)用于与被试电压互感器产生谐振。
上述电抗器组件L(x)的连接方式通过谐振时所需的感抗值及误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值确定；上述被试电压互感器为电容式电压互感器，上述电抗器组件L(x)与被试电压互感器的一次绕组串联，使得在工频电源下，被试电压互感器的电容与电抗器组件L(x)产生谐振，获得试验电压，降低了对电源容量的要求；通过与上述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组连接的校验设备采集并比对被试电压互感器和标准电压互感器的电压，得到误差检定结果。
进一步的，上述被试电压互感器还包括串联的第一电容C1和第二电容C2，上述第一电容C1与电抗器组件L(x)串联，上述第二电容C2与被试电压互感器的一次绕组并联。
上述第一电容C1和第二电容C2串联构成电容分压器，用于分压，上述第一电容C1与电抗器组件L(x)串联，电抗器与被试电压互感器的一次绕组串联，且第二电容C2与被试电压互感器的一次绕组并联，
进一步的，上述第二电容C2还并联有电感L，上述电感L与被试电压互感器的一次绕组串联。
进一步的，上述被试电压互感器的二次绕组并联有电阻Y。
进一步的，上述校验设备包括用于测量标准电压互感器中二次绕组电压的第一输入端以及用于测量被试电压互感器与标准电压互感器中二次绕组电压差的第二输入端；
上述第一输入端包括第一输入端口和第二输入端口，上述第一输入端口和第二输入端口分别连接标准电压互感器中二次绕组首端和二次绕组尾端；
上述第二输入端包括第三输入端口和第四输入端口，上述第三输入端口和第四输入端口分别连接标准电压互感器的二次绕组和被试电压互感器的二次绕组。
进一步的，上述被试电压互感器的二次绕组尾端与标准电压互感器的二次绕组尾端连接，上述第三输入端口与标准电压互感器的二次绕组首端连接，上述第四输入端口与被试电压互感器的二次绕组首端连接。
采用高端测差法采集并比较上述标准电压互感器与被试电压互感器的二次绕组的电压，得到误差检定结果。
进一步的，上述被试电压互感器的二次绕组首端与标准电压互感器的二次绕组首端连接，上述第三输入端口与标准电压互感器的二次绕组尾端连接，上述第四输入端口与被试电压互感器的二次绕组尾端连接。
采用低端测差法采集并比较上述标准电压互感器与被试电压互感器的二次绕组的电压，得到误差检定结果。
进一步的，上述电抗器组件L(x)由多个电抗器组成；多个上述电抗器串联构成电抗器组，多个上述电抗器组并联构成电抗器组件L(x)。
串联上述电抗器进行分压，以满足电抗器的额定电压，避免电压过大烧毁电抗器；并联上述电抗器组进行分流，以满足电抗器的额定电流，避免电流过大烧毁电抗器；结合电压互感器误差检定电路的谐振条件，感抗值与容抗值在谐振时相等，可得到电抗器的组合连接方式。
第二方面提供一种电压互感器误差检定方法，包括以下步骤：
S1、根据被试电压互感器的电容值和谐振条件，计算上述被试电压互感器产生谐振时所需的感抗值；
S2、根据上述感抗值，计算误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值；
S3、根据上述最大电流值、最大电压值、电抗器的额定电压、电抗器的额定电流以及谐振条件，确定电抗器组件L(x)的连接方式；
S4、按照上述电抗器组件L(x)的连接方式对电抗器进行接线，将接线后的电抗器组件L(x)与被试电压互感器的一次绕组串联，上述电抗器组件L(x)与被试电压互感器的电容产生谐振；
S5、采集并比对被试电压互感器与标准电压互感器中二次绕组的电压，得到误差检定结果。
通过计算确定电抗器的连接方式，并在被试电压互感器的一次绕组串联电抗器，使得电抗器与被试电压互感器的电容串联产生谐振，不仅获得了所需的时延电压，还降低了对电源容量的要求，极大的方便了现场作业。
进一步的，每个上述电抗器包括多个抽头，每个上述抽头对应的额定电压和额定电流不同；
在S3之前，还需确定与被试电压互感器的一次绕组串联的电抗器抽头，步骤如下：
根据上述抽头的额定电压和额定电流计算每个抽头对应的感抗值；
根据上述误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值，确定与被试电压互感器的一次绕组串联的电抗器抽头。
通过计算选择接入被试电压互感器的电抗器抽头，使得接入被试电压互感器的电抗器组件L(x)的感抗值与误差检定电路的容抗值尽可能接近，满足谐振条件。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
上述电抗器组件L(x)与被试电压互感器的一次绕组串联，使得在工频电源下，被试电压互感器的电容与电抗器组件L(x)产生谐振，获得试验电压，降低了对电源容量的要求；
上述被试电压互感器和标准电压互感器并联，上述被试电压互感器和标准电压互感器的二次绕组与校验设备连接，通过校验设备采集并比对被试电压互感器和标准电压互感器的电压，得到误差检定结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为实施例1提供的高端测差法的误差检定电路图；
图2为实施例2提供的低端测差法的误差检定电路图；
图3为实施例3提供的110kV电容式电压互感器的电气原理图；
图4为实施例3提供的测量被试电压互感器的二次绕组1a1n的误差检定电路图；
图5为实施例3提供的测量被试电压互感器的二次绕组2a2n的误差检定电路图。
附图中标记及对应的零部件名称：
10-标准电压互感器，20-被试电压互感器，30-校验设备。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例1提供一种电压互感器误差检定电路，如图1所示，包括电抗器组件L(x)、被试电压互感器20、标准电压互感器10和校验设备30，上述被试电压互感器20和标准电压互感器10并联；
上述被试电压互感器20和标准电压互感器10均包括一次绕组和二次绕组，上述被试电压互感器20和标准电压互感器10的一次绕组与电抗器组件L(x)串联，上述被试电压互感器20和标准电压互感器10的二次绕组与校验设备30连接；上述电抗器组件L(x)用于与被试电压互感器20产生谐振。
上述电抗器组件L(x)与被试电压互感器20的一次绕组串联，使得在工频电源下，被试电压互感器20的电容与电抗器组件L(x)产生谐振，获得试验电压，降低了对电源容量的要求；通过与上述被试电压互感器20和标准电压互感器10的二次绕组连接的校验设备30采集并比对被试电压互感器20和标准电压互感器10的电压，得到误差检定结果。
具体的实施例，上述被试电压互感器20还包括串联的第一电容C1和第二电容C2，上述第一电容C1与电抗器组件L(x)串联，上述第二电容C2与被试电压互感器20的一次绕组并联。
上述第一电容C1和第二电容C2串联构成电容分压器，用于分压，上述第一电容C1与电抗器组件L(x)串联，电抗器与被试电压互感器20的一次绕组串联，且第二电容C2与被试电压互感器20的一次绕组并联，
具体的实施例，上述第二电容C2还并联有电感L，上述电感L与被试电压互感器20的一次绕组串联；上述被试电压互感器20的二次绕组并联有电阻Y。
具体的实施例，上述校验设备30包括用于测量标准电压互感器10中二次绕组电压的第一输入端以及用于测量被试电压互感器20与标准电压互感器10中二次绕组电压差的第二输入端；
上述第一输入端包括第一输入端口和第二输入端口，上述第一输入端口和第二输入端口分别连接标准电压互感器10中二次绕组首端和二次绕组尾端；
上述第二输入端包括第三输入端口和第四输入端口，上述第三输入端口和第四输入端口分别连接标准电压互感器10的二次绕组和被试电压互感器20的二次绕组。
具体的实施例，上述被试电压互感器20的二次绕组尾端与标准电压互感器10的二次绕组尾端连接，上述第三输入端口与标准电压互感器10的二次绕组首端连接，上述第四输入端口与被试电压互感器20的二次绕组首端连接。
采用高端测差法采集并比较上述标准电压互感器10与被试电压互感器20的二次绕组的电压，得到误差检定结果。
具体的实施例，上述电抗器组件L(x)由多个电抗器组成；多个上述电抗器串联构成电抗器组，多个上述电抗器组并联构成电抗器组件L(x)。
串联上述电抗器进行分压，以满足电抗器的额定电压，避免电压过大烧毁电抗器；并联上述电抗器组进行分流，以满足电抗器的额定电流，避免电流过大烧毁电抗器；结合电压互感器误差检定电路的谐振条件，感抗值与容抗值在谐振时相等，可得到电抗器的组合连接方式。
实施例2
本实施例2与实施例1不同之处在于采用低端测差法采集并比较上述标准电压互感器10与被试电压互感器20的二次绕组的电压，得到误差检定结果。
如图2所示，上述被试电压互感器20的二次绕组首端与标准电压互感器10的二次绕组首端连接，上述第三输入端口与标准电压互感器10的二次绕组尾端连接，上述第四输入端口与被试电压互感器20的二次绕组尾端连接。
实施例3
以110kV电容式电压互感器的现场误差检定为例，如图3所示，上述误差检定电路误差检定电路包括被试电压互感器20、标准电压互感器10、电抗器组件L(x)、励磁变压器、负载箱、误差测试仪、XC/TC系列试验变压器操作箱，采用低端测差法的接线方式，如图4和图5所示。
具体的实施例，上述标准电压互感器10是用于进行误差对比的标准设备；
上述电抗器组件L(x)由6个电抗器组成，三个电抗器串联构成电抗器组，两个电抗器组并联构成上述电抗器组件L(x)；
上述励磁变压器的额定电压为6KV，额定电流为0.5A，主要用于升压，并且还起到电磁隔离的作用；
上述负载箱与被试电压互感器20的二次绕线并联，根据试验规程和被试电压互感器20的铭牌信息选择相应的挡位；
上述试验变压器操作箱输入220V单相工频交流电，输出0-250V的交流电，需接地，调节上述试验变压器操作箱的输出电压，进而控制误差检定电路的输入电压。
实施例4
本实施例4提供一种电压互感器误差检定方法，包括以下步骤：
S1、根据被试电压互感器20的电容值和谐振条件，计算上述被试电压互感器20产生谐振时所需的感抗值，公式如下：
其中，ZL表示感抗值；角频率ω＝2πf；L表示电抗器的电感值；ZC表示容抗值，
表示被试电压互感器20的电容值；
S2、根据上述感抗值，计算误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值，公式如下：
其中，I表示电流；U表示电压；
S3、根据上述最大电流值、最大电压值、电抗器的额定电压、电抗器的额定电流以及谐振条件，确定电抗器组件L(x)的连接方式；
S4、按照上述电抗器组件L(x)的连接方式对电抗器进行接线，将接线后的电抗器组件L(x)与被试电压互感器20的一次绕组串联，上述电抗器组件L(x)与被试电压互感器20的电容产生谐振；
S5、采集并比对被试电压互感器20与标准电压互感器10中二次绕组的电压，得到误差检定结果。
通过计算确定电抗器的连接方式，并在被试电压互感器20的一次绕组串联电抗器，使得电抗器与被试电压互感器20的电容串联产生谐振，不仅获得了所需的时延电压，还降低了对电源容量的要求，极大的方便了现场作业。
具体的实施例，每个上述电抗器包括多个抽头，每个上述抽头对应的额定电压和额定电流不同；
在S3之前，还需确定与被试电压互感器20的一次绕组串联的电抗器抽头，步骤如下：
根据上述抽头的额定电压和额定电流计算每个抽头对应的感抗值；
根据上述误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值，确定与被试电压互感器20的一次绕组串联的电抗器抽头。
通过计算选择接入被试电压互感器20的电抗器抽头，使得接入被试电压互感器20的电抗器组件L(x)的感抗值与误差检定电路的容抗值尽可能接近，满足谐振条件。
具体的实施例，在S1之前，还需要选择负载箱，上述负载箱的选择步骤如下：
根据上述电容式电压互感器的额定功率，选择存在该额定功率挡位的负载箱；
根据上述电容式电压互感器中二次绕组的数量，选择相同数量的负载箱。
实施例5
以110kV电容式电压互感器的现场误差检定为例，上述被试电压互感器20的电容值C＝20000pF，根据
计算出谐振时，所需的感抗值为159235Ω，配备的电抗器带三个抽头，每个抽头的额定电流和额定电压不同，每个抽头的铭牌参数如表1所示：
表1
由表1计算出每个抽头对应的感抗值：
计算出误差检定电路中允许的最大电流：
其中，U＝110KV，ω＝2πf＝2π*50HZ，C＝20000pF。
结合误差检定电路允许的最大电压，并考虑电抗器的额定电压，电抗器需要至少三个单独电抗器A2X2分接头串联进行分压；结合误差检定电路允许的最大电流，并考虑电抗器的额定电流，电抗器需要至少两组电抗器A2X2分接头并联进行分流；再考虑谐振条件，感抗值与容抗值在完全谐振点是相等的。综合以上因素，可将电抗器的组合连接方式定为三个单独电抗器串联为一组，再两组并联，总共需六个电抗器，在此连接方式下的总感抗值为：
ZL＝100000×3÷2＝150000Ω
此时感抗值ZL＝150000Ω与容抗值ZC＝159235Ω非常接近，可以产生谐振。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，包括电抗器组件L(x)、被试电压互感器(20)、标准电压互感器(10)和校验设备(30)，所述被试电压互感器(20)和标准电压互感器(10)并联；
所述被试电压互感器(20)和标准电压互感器(10)均包括一次绕组和二次绕组，所述被试电压互感器(20)和标准电压互感器(10)的一次绕组与电抗器组件L(x)串联，所述被试电压互感器(20)和标准电压互感器(10)的二次绕组与校验设备(30)连接；
所述电抗器组件L(x)用于与被试电压互感器(20)产生谐振。
2.根据权利要求1所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述被试电压互感器(20)还包括串联的第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1与电抗器组件L(x)串联，所述第二电容C2与被试电压互感器(20)的一次绕组并联。
3.根据权利要求2所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述第二电容C2还并联有电感L，所述电感L与被试电压互感器(20)的一次绕组串联。
4.根据权利要求3所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述被试电压互感器(20)的二次绕组并联有电阻Y。
5.根据权利要求1所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述校验设备(30)包括用于测量标准电压互感器(10)中二次绕组电压的第一输入端以及用于测量被试电压互感器(20)与标准电压互感器(10)中二次绕组电压差的第二输入端；
所述第一输入端包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口和第二输入端口分别连接标准电压互感器(10)中二次绕组首端和二次绕组尾端；
所述第二输入端包括第三输入端口和第四输入端口，所述第三输入端口和第四输入端口分别连接标准电压互感器(10)的二次绕组和被试电压互感器(20)的二次绕组。
6.根据权利要求5所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述被试电压互感器(20)的二次绕组尾端与标准电压互感器(10)的二次绕组尾端连接，所述第三输入端口与标准电压互感器(10)的二次绕组首端连接，所述第四输入端口与被试电压互感器(20)的二次绕组首端连接。
7.根据权利要求5所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述被试电压互感器(20)的二次绕组首端与标准电压互感器(10)的二次绕组首端连接，所述第三输入端口与标准电压互感器(10)的二次绕组尾端连接，所述第四输入端口与被试电压互感器(20)的二次绕组尾端连接。
8.根据权利要求1所述的一种电压互感器误差检定电路，其特征在于，所述电抗器组件L(x)由多个电抗器组成；多个所述电抗器串联构成电抗器组，多个所述电抗器组并联构成电抗器组件L(x)。
9.一种电压互感器误差检定方法，其特征在于，该误差检定方法采用权利要求1～8任一项所述的一种电压互感器误差检定电路，所述误差检定方法包括以下步骤：
S1、根据被试电压互感器(20)的电容值和谐振条件，计算所述被试电压互感器(20)产生谐振时所需的感抗值；
S2、根据所述感抗值，计算误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值；
S3、根据所述最大电流值、最大电压值、电抗器的额定电压、电抗器的额定电流以及谐振条件，确定电抗器组件L(x)的连接方式；
S4、根据所述电抗器组件L(x)的连接方式对电抗器进行接线，将接线后的电抗器组件L(x)与被试电压互感器(20)的一次绕组串联，所述电抗器组件L(x)与被试电压互感器(20)的电容产生谐振；
S5、采集并比对被试电压互感器(20)与标准电压互感器(10)中二次绕组的电压，得到误差检定结果。
10.根据权利要求9所述的一种电压互感器误差检定方法，其特征在于，每个所述电抗器包括多个抽头，每个所述抽头对应的额定电压和额定电流不同；
在S3之前，还需确定与被试电压互感器(20)的一次绕组串联的电抗器抽头，步骤如下：
根据所述抽头的额定电压和额定电流计算每个抽头对应的感抗值；
根据所述误差检定电路允许的最大电流值和最大电压值，确定与被试电压互感器(20)的一次绕组串联的电抗器抽头。
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| CN202211344549.3A CN115616469A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种电压互感器误差检定电路和误差检定方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115877310A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-31 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 一种电压互感器现场校验系统及状态诊断方法 |
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2022
- 2022-10-31 CN CN202211344549.3A patent/CN115616469A/zh active Pending
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| CN115877310A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-31 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | 一种电压互感器现场校验系统及状态诊断方法 |
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